Što je atenuator od optičkih vlakana? Vodič za vrste, uporabu i odabir

Svjetlovodni prigušivač je pasivna optička komponenta koja namjerno smanjuje snagu signala za određeni iznos, mjeren u decibelima (dB). Ne pretvara, pojačava niti preoblikuje signal -, već jednostavno smanjuje optičku snagu koja dopire do prijemnika.

Zašto bi itko htio namjerno oslabiti optički signal? Zato što je u mnogim-stvarnim vezama signal koji stiže do prijemnika prejak. Kada primljena snaga premaši maksimalnu ulaznu razinu detektora, rezultat je zasićenost prijemnika - bitne pogreške, izobličenje signala i pogoršana izvedba veze. To je osobito uobičajeno kod kratkih jedno-mod pokretanja gdje je gubitak putanje minimalan, a izlaz primopredajnika lako nadmašuje udaljeni-krajnji prijemnik. Atenuatori to rješavaju vraćanjem signala unutar radnog prozora prijemnika.

Osim zaštite prijamnika, atenuatori od optičkih vlakana naširoko se koriste u laboratorijskim ispitivanjima, validaciji margine sustava i balansiranju snage kanala. Ovaj vodič pokriva kako rade, glavne dostupne vrste i praktičnu metodu odabira koja se temelji na analizi proračuna veze, a ne nagađanju.

Čemu služi atenuator od optičkih vlakana?

Svaki optički prijemnik ima definiran raspon ulazne snage. Donja granica je osjetljivost prijemnika - minimalna snaga potrebna za prihvatljivu stopu pogreške u bitovima (BER). Gornja granica je maksimalna ulazna snaga, koja se ponekad naziva točka preopterećenja ili razina zasićenja. Ove vrijednosti su objavljene upodatkovne tablice primopredajnikai razlikuju se prema vrsti modula, brzini prijenosa podataka i valnoj duljini.

Ako primljena optička snaga padne ispod osjetljivosti, veza pada ili proizvodi prekomjerne pogreške. Ako premaši maksimalnu ulaznu razinu, fotodetektor se zasiti i prijemnik više ne može pouzdano razlikovati jedinice od nula. Optički prigušivač rješava drugi problem: dodaje kontroliranu, predvidljivu količinu gubitka tako da signal koji stiže do prijemnika ostaje unutar sigurnog radnog raspona.

Ovaj kontrolirani gubitak razlikuje se od nenamjernoguneseni gubitakuzrokovano prljavim konektorima, lošim spojevima ili savijanjem vlakana. Prigušivač osigurava preciznu, ponovljivu redukciju - koja se obično specificira s tolerancijom od ±0,5 dB za vrijednosti ispod 10 dB i ±10% za više vrijednosti, prema kvalifikacijskim standardima kao što je Telcordia GR-910-CORE.

Kada vam je potreban prigušivač od optičkih vlakana?

Kratke-veze s viškom snage

Najčešći scenarij je kratko vlakno - na primjer, 1 km ili 2 km single{3}}mode veze između dva preklopnika u istoj zgradi. Odašiljač se pokreće pri, recimo, 0 dBm, a ukupni gubici na putu od vlakana, konektora i patch panela su samo 1-2 dB. Ako je maksimalni ulaz prijemnika -3 dBm, primljena snaga je znatno iznad praga preopterećenja. Fiksni prigušivač od 5 dB na ulazu prijemnika vraća razinu u raspon. Ova se situacija često događa u podatkovnim centrima, okosnicama kampusa i kratkim metropolitanskim vezamajedno-modalni SFP moduliraspoređeni su na udaljenosti daleko ispod njihove nominalne maksimuma.

Testiranje i provjera margine sustava

Tijekom testiranja prihvaćanja ili rješavanja problema, inženjeri koriste varijabilne optičke prigušivače (VOA) kako bi prebacili ulaznu snagu prijemnika u rasponu i promatrali gdje počinju greške. Ovaj proces, koji se ponekad naziva testom osjetljivosti ili testom margine, otkriva koliko prostora veza ima prije nego što otkaže. VOA se također koriste za simulaciju dužih vlakana bez fizičkog dodavanja vlakana, što je korisno za kvalificiranje veza u laboratoriju prije postavljanja na terenu. TheVodič za proračun gubitaka Fiber Optic Associationobjašnjava kako su izračuni proračuna snage povezani s ulaznim ograničenjima prijemnika i marginom sustava.

Balansiranje snage kanala u WDM sustavima

U mrežama s-multipleksiranjem valnih duljina (WDM), različiti kanali mogu stići do prijemnika s nejednakim razinama snage zbog nagiba pojačanja pojačala ili različitih gubitaka raspona. Prigušivači - često po-kanalu VOA - se koriste za izjednačavanje snage preko kanala tako da niz prijemnika obrađuje sve valne duljine unutar dosljednog prozora snage.

Kako rade atenuatori od optičkih vlakana?

Unutarnji mehanizam ovisi o dizajnu prigušivača. Uobičajeni pristupi uključuju apsorpciju dopiranog vlakna, gdje kratka duljina posebno obrađenog vlakna apsorbira fiksni dio svjetlosti; kontrolirano neusklađenost zračnog-razmaka, gdje mali razmak ili bočni pomak između jezgri vlakana smanjuje učinkovitost spajanja; i elementi filtera neutralne-gustoće, gdje je tanki upijajući stakleni element postavljen na optički put.

Specifični mehanizam utječe na insercijski gubitak,povratni gubitak, gubitak ovisan o polarizaciji (PDL) i osjetljivost na valne duljine.

Na primjer, dopirani-prigušivači vlakana imaju tendenciju da imaju vrlo nisku povratnu refleksiju, što ih čini prikladnim za veze gdje je izvedba povratnog gubitka kritična - kao što su one koje koristeAPC-polirani konektori. Prigušivači-zračnog raspora, nasuprot tome, mogu pokazivati ​​veću povratnu refleksiju osim ako nisu posebno dizajnirani da je svedu na minimum.

Kvalifikacija prigušivača optičkih vlakana u industriji obično slijedi Telcordia GR-910-CORE, koja definira zahtjeve za točnost prigušenja, stabilnost okoline i mehaničku izdržljivost. Mjerenja prigušenja i unesenog gubitka na razini komponente opisana su u IEC 61300-3-4. Ovi standardi osiguravaju da prigušivač s oznakom "5 dB" zapravo pruža gubitak od blizu 5 dB u određenim radnim uvjetima.

Fiksni naspram varijabilnih prigušivača optičkih vlakana: koji odabrati?

Dvije temeljne kategorije su fiksni prigušivači, koji daju jednu nepromjenjivu vrijednost prigušenja, i varijabilni optički prigušivači (VOA), koji korisniku omogućuju podešavanje prigušenja u kontinuiranom ili stepenastom rasponu.

Kada koristiti fiksni prigušivač:Odaberite fiksni kada je proračun snage veze dobro-razumljen i potrebna vrijednost prigušenja je stabilna. Kratka proizvodna veza koja dosljedno isporučuje 6 dB više snage od maksimuma prijemnika jasan je slučaj za fiksni prigušivač od 7 dB. Fiksni prigušnici standardni su izbor za trajno postavljanje u patch panele, police za opremu i strukturno kabliranje.

Kada koristiti varijabilni prigušivač:Odaberite varijablu kada još uvijek karakterizirate vezu, provodite testove prihvaćanja ili trebate jedan alat koji radi u višestrukim postavkama. Inženjeri koji rade mjerenje osjetljivosti prijemnika ili tehničari koji provjeravaju marginu na novo instaliranim vezama obično prvo koriste VOA. Nakon što se potvrdi potrebna vrijednost prigušenja, mnogi timovi tada zamijene VOA fiksnim prigušivačem za dugoročnu-uvođenje.

Vrste prigušivača optičkih vlakana prema fizičkom obliku

Osim razlike između fiksnog i promjenjivog, prigušivači dolaze u različitim fizičkim konfiguracijama. Pravi faktor oblika ovisi o tome gdje se prigušivač nalazi u vezi i kako je strukturirano okolno kabliranje.

Utični-Atenuatori (muški-na-ženski, ugrađeni-izlazni)

Prigušivač-u obliku ili ugrađen-out ima muški konektor na jednom kraju i ženskipriključak adapteras druge strane. Priključite ga izravno u priključak primopredajnika ili patch panel, a zatim spojitepatch kabelu stranu adaptera prigušivača. Ovo je najčešći faktor oblika za stalne fiksne instalacije. Kompaktan je, ne zahtijeva dodatni hardver i ostaje na mjestu nakon instaliranja.

Pregradni ili adapter-prigušivači (ženski-na-ženski)

Prigušivač u stilu adaptera-radi kao standardni adapter za optička vlakna - sa ženskim priključkom na svakoj strani -, ali uvodi definiranu atenuaciju između dva povezana vlakna. Oni su korisni u okruženjima patch panela gdje želite dodati prigušenje bez mijenjanja rasporeda kablova.

Inline ili Patch{0}}Cable-Atenuators

Neki prigušivači ugrađeni su u kabelski sklop, s priključcima na oba kraja i prigušnim elementom u sredini. Ugrađeni varijabilni prigušivači uobičajeni su u laboratorijima i -testnim okruženjima, gdje služe kao prikladna točka prilagodbe na optičkom putu.

Tipovi prigušivača optičkih vlakana prema konektoru, poliranju i načinu rada vlakana

Prigušivači nisu međusobno zamjenjivi među vrstama konektora, poliranim stilovima ili načinima vlakana. Neusklađenost bilo kojeg od ovih parametara jedna je od najčešćih pogrešaka pri naručivanju.

LC, SC, FC i ST konektori za prigušivač vlakana

Prigušivači su dostupni sa svim standardnimvrste konektora za optička vlakna. Danas se najviše koristeLC prigušivači(dominantan u modernim podatkovnim centrima i poslovnoj opremi) iSC atenuatori(uobičajeno u telekomu, PON-u i starijim poslovnim mrežama).FCiSTatenuatori se još uvijek nalaze u naslijeđenim instalacijama i nekim specijaliziranim ispitnim okruženjima. Uvijek uskladite konektor prigušivača s priključkom ili patch pločom s kojom će se spajati.

UPC u odnosu na APC prigušivače

Vrsta poliranja konektora je važna. UPC (Ultra Physical Contact) prigušivači imaju ravnu-poliranu krajnju površinu i daju tipičan povratni gubitak od oko -50 dB. APC (Angled Physical Contact) prigušivači imaju krajnju površinu pod kutom od 8-stupnjeva koja usmjerava reflektirano svjetlo u oblogu, postižući povratni gubitak od oko -60 dB ili bolji. APC prigušivači potrebni su u sustavima osjetljivim na povratnu refleksiju, uključujući FTTx, PON i WDM mreže. UPC i APC konektori fizički su nekompatibilni i nikada se ne smiju spajati zajedno - to oštećuje oba kraja i uzrokuje ozbiljan gubitak signala.

Jedno-modni u odnosu na višemodni prigušivač

Prigušivači su dizajnirani za obajedno{0}}modno vlakno(obično 9/125 μm, radi na 1310 nm ili 1550 nm) ilivišemodno vlakno(50/125 μm ili 62,5/125 μm, radi na 850 nm ili 1300 nm). Veličina jezgre vlakna, numerička apertura i radna valna duljina razlikuju se između njih, tako da prigušivač dizajniran za jedno-način rada neće ispravno raditi na višemodnoj vezi, i obrnuto. Provjerite primopredajnik i vrstu vlakana prije odabira specifikacije vlakana prigušivača.

Kako odabrati pravi prigušivač optičkih vlakana: metoda korak-po-korak

Ispravan odabir prigušivača problem je proračuna veze. Cilj je izračunati primljenu snagu i usporediti je s radnim rasponom prijemnika. Evo praktičnog tijeka rada:

Korak 1: Pronađite izlaznu snagu odašiljača.Otvorite podatkovnu tablicu primopredajnika i pronađite minimalnu i maksimalnu izlaznu snagu prijenosa (Tx). Na primjer, 10GBASE-LR SFP+ modul može odrediti Tx izlaz od -8,2 dBm do +0.5 dBm.

Korak 2: Procijenite ukupni gubitak veze.Zbrojite sve izvore gubitaka na putu: slabljenje vlakna (dB/km × udaljenost), gubitak konektora (obično 0,2–0,5 dB po spojenom paru), gubitak spoja ako je primjenjivo i sve ostale pasivne komponente.Juniperov vodič za proračun električne energijepruža radni primjer ovog izračuna.

Korak 3: Izračunajte procijenjenu snagu prijema.Oduzmite ukupni gubitak veze od izlaza odašiljača: Procijenjena Rx snaga=Tx izlaz − Ukupni gubitak veze.

Korak 4: Usporedite s ulaznim rasponom prijemnika.Provjerite podatkovnu tablicu primopredajnika za osjetljivost prijemnika (minimalna Rx snaga) i maksimalnu Rx ulaznu snagu (razina preopterećenja). Ako procijenjena prijemna snaga premašuje maksimalni ulaz, potrebno vam je prigušenje.

Korak 5: Odredite potrebnu vrijednost prigušenja.Prigušivač bi trebao smanjiti primljenu snagu na razinu koja je sigurna unutar raspona prijemnika - ne samo malo ispod točke preopterećenja, već s marginom od 1–3 dB. Na primjer, ako je procijenjena Rx snaga +1 dBm, a maksimum prijemnika -3 dBm, potrebno vam je najmanje 4 dB prigušenja. Prigušivač od 5 dB osigurava razumnu marginu.

Korak 6: Provjerite ostale parametre.Provjerite odgovara li prigušivač vrsti konektora, sjaju (UPC ili APC), načinu rada vlakana (jedno-mod ili višemod) i radnoj valnoj duljini veze.

Korak 7: Fiksno ili varijabilno?Ako je veza trajna i tražena vrijednost jasna, postavite fiksni prigušivač. Ako još uvijek provjeravate vezu ili očekujete promjenu uvjeta, koristite varijabilni prigušivač tijekom testiranja, a zatim prijeđite na fiksni za proizvodnju.

Koliko dB prigušenja trebate?

Ovo je pitanje koje uzrokuje najviše grešaka u naručivanju. Točan odgovor uvijek dolazi iz proračuna veze -, a ne iz "najpopularnije" zadane vrijednosti.

Uobičajena pogreška je odabir veće-vrijednosti od-potrebne "samo radi sigurnosti." Prigušivač od 10 dB na vezi kojoj su potrebna samo 3 dB gura signal ispod osjetljivosti prijemnika, stvarajući suprotan problem. Pod-prigušenje je također riskantno: prigušivač od 3 dB na vezi kojoj je potrebno 7 dB i dalje ostavlja prijemnik u preopterećenju.

Ako još nemate točne brojeve, upotrijebite izlaz odašiljača u najgorem-slučaju (maksimalni Tx) i najbolji-slučaj gubitka veze (minimalni gubitak) da biste procijenili najveću moguću primljenu snagu. To vam daje konzervativnu polaznu točku. Ako postoji nesigurnost, prvo testirajte s varijabilnim prigušivačem, izmjerite primljenu snagu optičkim mjeračem snage i zabilježite stvarnu potrebnu vrijednost prije naručivanja fiksnih prigušivača u količini.

Uobičajene pogreške pri odabiru prigušivača od optičkih vlakana

Redoslijed samo prema vrijednosti dB.Vrijednost prigušenja je samo jedan parametar. SC/UPC jedno-modalni prigušivač od 5 dB pogrešan je dio za LC/APC priključak, iako vrijednost dB može biti točna. Uvijek provjerite vrstu konektora, poliranje, način vlakana i valnu duljinu.

Miješanje UPC i APC.Priključivanje UPC prigušivača u APC priključak (ili obrnuto) uzrokuje veliki uneseni gubitak, slab povratni gubitak i potencijalno fizičko oštećenje krajeva konektora. Kodiranje u boji pomaže - UPC konektori su obično plavi, APC konektori su zeleni - ali uvijek provjerite oznaku.

Ignoriranje proračuna veze.Odabir "popularne" vrijednosti poput 5 dB ili 10 dB bez provjere podatkovne tablice primopredajnika je nagađanje, a ne odluka o dizajnu. Rezultat je ili preostalo preopterećenje ili nepotreban gubitak signala.

Trajna uporaba varijabilnog prigušivača gdje bi fiksni bio dovoljan.VOA su vrijedni alati za testiranje, ali koštaju više, mogu se povući i dodati nepotrebnu složenost trajnoj vezi. Nakon što se potvrdi potrebna atenuacija, zamijenite VOA fiksnom jedinicom.

Zaboravljajući da je kratka veza uzrok.Prigušivač liječi simptom (višak snage), ali glavni uzrok je obično odašiljač dizajniran za mnogo veće domete od stvarne veze. U nekim slučajevima korištenje modula primopredajnika s kraćim-dometom ili podešavanje snage prijenosa (ako modul to podržava) može biti bolje dugoročno-rješenje od dodavanja pasivnog prigušenja.

Kada prigušivač možda nije pravo rješenje

Nije svaki-problem povezan s napajanjem najbolje riješiti prigušivačem. Ako se veza suočava s povremenim pogreškama koje nisu jasno uzrokovane preopterećenjem prijemnika, problem mogu biti prljavi konektori, preveliki gubitak umetanja, prekid vlakna ili neusklađenost valnih duljina. Dodavanje prigušenja na vezu koja je već-pod napajanjem samo će pogoršati stvari. Uvijek potvrdite - idealno s optičkim mjeračem snage - da je primljena snaga stvarno iznad maksimuma prijemnika prije instaliranja prigušivača.

Slično, u vezama gdje primopredajnik podržava konfigurabilnu izlaznu snagu, elektroničko podešavanje razine Tx može biti jednostavnije i lakše se održavati od dodavanja fizičkog prigušivača na stazi.

Često postavljana pitanja

Koja je razlika između fiksnog i varijabilnog prigušivača od optičkih vlakana?

Fiksni prigušivač daje jednu, trajnu vrijednost prigušenja (na primjer, 3 dB, 5 dB ili 10 dB) i ne može se podešavati. Varijabilni optički prigušivač (VOA) omogućuje vam biranje različitih razina prigušenja u neprekidnom rasponu. Fiksni prigušnici koriste se za stalne instalacije s poznatim razinama snage; VOA se preferiraju za testiranje, provjeru margine i situacije u kojima potrebna vrijednost prigušenja nije finalizirana.

Kako mogu znati koliko bi dB trebao biti moj prigušivač?

Izračunajte proračun svoje veze. Pronađite izlaznu snagu odašiljača i maksimalnu ulaznu snagu prijemnika iz podatkovne tablice primopredajnika, procijenite ukupni gubitak veze i odredite prelazi li primljena snaga razinu preopterećenja prijemnika. Vrijednost prigušivača trebala bi smanjiti primljenu snagu unutar sigurnog raspona prijemnika s marginom od 1–3 dB.

Mogu li koristiti jedno-prigušivač na višemodnoj vezi?

Ne. Jedno-modni i višemodni prigušivači razlikuju se po veličini jezgre, numeričkom otvoru blende i radnoj valnoj duljini. Jedno-modni prigušivač dizajniran za 9/125 μm vlakno na 1310 nm neće proizvesti ispravno prigušenje na 50/125 μm višemodnoj vezi na 850 nm. Prigušivač uvijek uskladite s vrstom vlakna i valnom duljinom koja se koristi u vezi.

Je li sigurno spojiti UPC prigušivač s APC priključkom?

Ne. UPC i APC krajnja su sučelja fizički nekompatibilna. UPC konektori imaju ravni-polumjer; APC konektori imaju kut od 8 stupnjeva. Njihovo spajanje zajedno uzrokuje veliki uneseni gubitak, smanjen povratni gubitak i može trajno oštetiti oba kraja konektora. Uvijek spojite UPC s

UPC i APC na APC.

Koje su vrste konektora dostupne za prigušivače optičkih vlakana?

Prigušivači se proizvode za sve standardne tipove konektora za optička vlakna, uključujući LC, SC, FC i ST. LC prigušivači su najčešći u trenutnim podatkovnim centrima i poslovnim primjenama. SC atenuatori naširoko se koriste u telekomunikacijama i PON aplikacijama. Uskladite konektor prigušivača s priključkom u koji će biti instaliran.

Utječu li atenuatori od optičkih vlakana na povratni ili uneseni gubitak?

Da. Svaki prigušivač uvodi malu količinu dodatnog unesenog gubitka iznad njegove nazivne vrijednosti prigušenja, a njegova izvedba povratnog gubitka ovisi o unutarnjem dizajnu i poliranom kraju. Visoko{2}}fiksni prigušivači koji koriste dopiranu{3}}apsorpciju vlakana obično postižu povratni gubitak bolji od −50 dB (UPC) ili −60 dB (APC). Točnost prigušenja, povratni gubitak i stabilnost okoline pokriveni su industrijskim standardima uključujući Telcordia GR-910-CORE i IEC 61300-3-4.

Gdje bih trebao fizički instalirati prigušivač u vezu?

U većini slučajeva, prigušivač se instalira na kraju veze ili u blizini prijamnika - ili se priključi izravno u priključak prijemnika ili se postavlja u ploču za spajanje najbližu prijemniku. To osigurava smanjenje signala prije nego što stigne do fotodetektora. Postavljanjem prigušivača na kraju odašiljača postiže se isto neto prigušenje, ali postavljanje-na strane prijamnika je češća praksa.

Mogu li slagati više prigušivača kako bih postigao višu vrijednost dB?

Tehnički, da - dva prigušivača od 5 dB u nizu daju približno 10 dB ukupnog prigušenja. Međutim, svaki dodatni par konektora dodaje uneseni gubitak i potencijalnu točku refleksije. Gdje je moguće, upotrijebite jedan prigušivač ispravne vrijednosti umjesto slaganja više jedinica. Ako točne vrijednosti nisu dostupne, slaganje je prihvatljivo kao privremena mjera, ali nije idealno za stalne instalacije.

Sažetak

Prigušivači od optičkih vlakana su jednostavne komponente, ali odabir pravog zahtijeva pažnju na nekoliko parametara osim samo vrijednosti dB. Uskladite vrstu vlakna, konektor, poliranje i valnu duljinu s vezom. Temeljite vrijednost prigušenja na proračunu proračuna veze, a ne nagađanju. Upotrijebite varijabilni prigušivač tijekom testiranja ako tražena vrijednost nije sigurna, a zatim postavite fiksnu jedinicu za proizvodnju. A ako ste u nedoumici, izmjerite primljenu snagu s optičkim mjeračem snage prije i nakon instaliranja prigušivača - taj jedan korak provjere uklanja većinu pogrešaka pri odabiru.

Ako nabavljate prigušivače od optičkih vlakana ili srodne pasivne komponente, istražite naš cijeli asortimankonektori za optička vlakna, adapteri, ipatch kabelikako biste osigurali kompatibilnost cijele instalacije.